Plus di energia a 2456 metri
27.03.2011 2011-03-27 23:00:00
Ristrutturare un vecchio edificio per renderlo un hotel che produce energia – questa impresa è riuscita alle Funivie Engadin e agli architetti e agli ingegneri del Fanzun AG nel comune grigionese di Samedan. La storia dell’hotel Muottas Muragl sorprende ancora di più se si conosce il numero dei giorni all’anno in cui in questo posto è necessario usare i riscaldamenti: 330.
Foto: Daniel Martinek
Foto: Daniel Martinek
La posizione dell’hotel Muottas Muragl, a 2456 metri sul livello del mare sopra al comune grigionese di Samedan, può essere considerata come un “balcone al sole”. La vista sui laghi si St. Moritz e Sils-Maria contribuisce a aumentare l’appeal del luogo che però per non è certo l’ideale per la realizzazione di un hotel in grado di produrre un plus di energia dato un periodo di accensione del riscaldamento di 330 giorni l’anno e una temperatura media annuale di un grado centigrado sotto lo zero.
L’ Hotel Muottas Muragl e la sua omonima funivia integrata sono stati aperti nel 1907. Ma i processi di gestione e i collegamenti negli anni sono pentati sempre meno convenienti. La società di gestione delle funivie Engadin St. Moritz AG ha deciso di effettuare una sostanziale ristrutturazione della struttura storica che comprendesse anche il suo retrofit energetico. A seguito dell’intervento un ampio piano basamentale ospita i locali tecnici, le stanze per il personale, i servizi igienici, i depositi così come anche la stazione superiore della funivia. La copertura è utilizzata come terrazza sulla quale è realizzato il ristorante e l’hotel con le sue 16 camere.
Foto: Fanzun AG
Molto sole = molta energia
Secondo la volontà del cliente la ristrutturazione doveva rendere l’edificio il più possibile indipendente dalle fonti energetiche fossili. Di positivo c’era che l’hotel già prima della ristrutturazione non era un “colabrodo energetico”: con un consumo di 40.000 litri di gasolio all’anno, a fronte delle condizioni climatiche estreme, era un consumo piuttosto moderato.
Nonostante ciò il committente e i suoi pianificatori energetici hanno cercato delle possibili strategie di ottimizzazione. Un riscaldamento a legna avrebbe determinato un elevato lavoro per il trasporto e un peso per la funivia.
Anche l’opzione energia eolica è stata attentamente considerata, ma il guadagno sarebbe stato insufficiente poiché il vento non risulta constante. Al contrario l’uso dell’energia solare offriva un buon potenziale poiché il luogo si trova al secondo posto delle aree più assolate in Svizzera.
Foto: Fanzun AG
Nel complesso l’hotel utilizza l’energia secondo cinque fonti differenti sulla base di cinque differenti livelli di priorità (vedi tabella). I residui di calore degli impianti di refrigerazione, della cucina e della funivia sono fondamentali in quanto tale calore è disponibile senza comportare spese aggiuntive. I collettori solari, installati in due versioni differenti – forniscono energia per il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria e per i riscaldamenti. Nel caso in cui non siano sufficienti, si accende la pompa di calore. Elemento indispensabile in questa strategia di alimentazione energetica è lo stoccaggio del calore poiché la produzione di energia e il fabbisogno non avvengono naturalmente in contemporanea. L’accumulatore di calore sottintende la stessa strategia di differenziazione per un totale di quattro accumulatori gestiti con temperature differenti.
Livelli di qualità dell’energia nell’hotel Muottas Muragl
Livello 1: Calore residuo dalla Funivia e dalla refrigerazione per la cucina e i depositi (20°C - 40°C)
Livello 2: Superficie dei collettori solari (30°C - 60°C)
Livello 3: Tubi dei collettori solari (40°C -90°C)
Livello 4: Calore del terreno: sfruttato mediante una pompa di calore (30°C - 60°C)
Livello 5: Produzione di energia con i fotovoltaici (elettricità)
Alla base del migliorato bilancio energetico c’era comunque un’ottimizzazione dell’isolamento termico. Per metro quadrato di superficie riscaldata ora l’hotel richiede solo la metà della quantità di calore di cui necessitava prima della ristrutturazione. Anche il fabbisogno energetico totale poteva essere ridotto con un notevole aumento della superficie da utilizzare per dispositivi attivi. Il fabbisogno energetico è coperto da fonti rinnovabili: grandi superfici di pannelli solari producono 50.000 kW/ora di energia termica l’anno e il sistema fotovoltaico produce circa 100.000 kW/ora l’anno. Utilizzando quest’energia elettrica nella pompa di calore è possibile ottenere una potenza termica di 350.000 kW/ora per riscaldare l’hotel.
Le finestre forniscono un contributo significativo ai guadagni termici
I collettori solari non sono l’unica superficie di guadagno termico dell’edificio. Anche le finestre rivolte verso sud risultano molto redditizie. Con un guadagno termico dovuto all’irraggiamento solare di quasi 90.000 kW/ora le finestre coprono circa il 41% delle perdite totali di calore per trasmissione attraverso l’involucro dell’edificio .
Per ottimizzare questi guadagni termici nel design interno sono stati utilizzati dei materiali e dei sistemi adeguati: così la capacità di stoccaggio di energia di pavimenti, solai e pareti è stata ottimizzata mentre lateralmente tra le stanze non è stato utilizzato nessun isolamento termico al fine di favorire la penetrazione del calore all’interno dell’edificio.
Foto: Gian Giovanoli
Le stanze sono riscaldate con un sistema a pavimento il cui termostato è stato installato appena sotto la superficie del pavimento per consentire al sistema di reagire più rapidamente alle fluttuazioni di temperatura causato dal sole.
3200 metri di sonde geotermiche
16 sonde geotermiche con una lunghezza media di 200 metri, per un totale di 3200 metri forniscono all’hotel in calore del terreno. Per il riscaldamento delle camere e dell’acqua calda sanitaria viene utilizzata questa fonte di energia naturale. Se è disponibile dell’energia solare in eccesso, questa viene accumulata nel terreno mediante le sonde geotermiche. In questo modo si rigenera la cisterna sotterranea che a sua volta consente una migliore efficienza del riscaldamento mediante la pompa di calore. Questo ritorno di energia è un funzionamento estremamente efficiente a lungo termino per il funzionamento del riscaldamento.
Celle solare sul percorso della funivia
Su una lunghezza di 2200 metri la funivia supera più di 700 metri in altezza. Parallelamente al percorso della funivia sono stati installati dei pannelli fotovoltaici che, in virtù del loro orientamento, garantiscono un elevato rendimento energetico. La combinazione di approvvigionamento di energia elettrica e linea ferroviaria ha anche dei vantaggi di installazione in quanto l'alimentazione dell’albergo è già disposta lungo la ferrovia.
Dati dell’edificio e bilancio energetico:
Edificio
Altezza sul livello del mare: 2456 m
Superficie utile riscaldata: 2514 m²
di cui ristrutturata: 1666,3 m² (66 %)
di cui di nuova edificazione: 847,3 m² (34 %)
Fattore di forma (Rapporto tra la superficie esterna dell’edificio e la superficie utile riscaldata): 1,83
Fabbisogno per il riscaldamento
Fabbisogno energetico con una ventilazione di tipo standard: 74,1 kWh/m²
Fabbisogno energetico con una ventilazione efficiente: 59,1 kWh/m²
Requisito primario Minergie: 75,6 kWh/m²
Limite per il fabbisogno per il riscaldamento: 113,9 kWh/m²
Fabbisogno per l’acqua calda sanitaria: 23,0 kWh/m²
Fabbisogno energetico totale: 82,1 kWh/m²
Fabbisogno elettrico (tra parentesi i valori pesati)
Pompa di calore per il riscaldamento: 10,7 kWh/m² (21,4 kWh/m²)
Pompa di calore per il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria: 0,9 kWh/m² (1,9 kWh/m²)
Fabbisogno elettrico per la ventilazione: 12,9 kWh/m² (25,7 kWh/m²)
Fabbisogno elettrico totale: 24,5 kWh/m² (49,0 kWh/m²)
Lufterneuerung
Flusso d’aria esterna termicamente rilevante: 0,62 m³/m² h
Produzione di energia termica
Pompa di calore e sonde geotermiche: 61,5 kWh/m²
Collettori solari: 20,6 kWh/m²
Energia termica prodotta totale: 82,1 kWh/m²
Produzione di elettricità (tra parentesi i valori pesati)
Fotovoltaico (potenza 62 kW): 37,6 kWh/m² (75,2 kWh/m²)
Surplus di energia elettrica (per illuminazione ed elettrodomestici): 13,1 kWh/m² (26,2 kWh/m²)
Inserzione
